(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性変形可能な一方の部材に形成された穴と、前記一方の部材に対向して塑性変形可能な他方の部材に形成された穴と、の双方に嵌め込まれたときの両部材の塑性変形により、前記両部材を接合する接合具であって、
前記両部材の各々に面する両端面とこれら両端面と接続された側面とを持って、少なくとも一部が前記両部材に没入される第一係止部と、
前記両端面の各々に面して前記第一係止部と略同心の底面、及び、少なくとも先端側が先端に向かって縮径して形成された側面を持って、前記穴に挿入される第二係止部と、
前記両端面と前記底面との間に配された連結部と、
を備え、
前記連結部は、塑性変形した前記両部材の塑性変形部位が前記第一係止部及び前記第二係止部の間に侵入可能に形成されていることを特徴とする接合具。
【請求項２】
前記第一係止部の前記側面から径方向に突出する凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接合具。
【請求項３】
前記凸部が、前記側面の周方向に連続して配されていることを特徴とする請求項２に記載の接合具。
【請求項４】
前記第一係止部の前記側面の周方向に溝部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接合具。
【請求項５】
前記第一係止部が円柱状に形成され、
前記第二係止部の前記底面が円形とされ、前記側面が円錐面であることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の接合具。
【請求項６】
前記連結部が円柱状であることを特徴とする請求項５に記載の接合具。
【請求項７】
互いに対向する表面に穴が配されて塑性変形可能な一方の部材及び他方の部材と、
前記穴にそれぞれ嵌め込まれたときに前記両部材を塑性変形させて両者を接合する請求項１から６の何れか一つに記載の接合具と、
を備え、
前記穴の側面又は底面の少なくとも一部がすり鉢状に縮径され、
前記一方の部材又は前記他方の部材の少なくとも一方に配された前記穴が、非貫通穴であることを特徴とする接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性変形可能な部材の接合具及び該接合具を用いた接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
塑性変形可能な一方の部材と塑性変形可能な他方の部材を接合する必要が有る場合、これら部材同士を接合するには、溶接、接着、カシメ、ネジ、特殊金具がある（例えば、特許文献１〜９参照。）
【０００３】
溶接方法は、接合する塑性変形可能な部材と塑性変形可能な部材の位置を出すためと、ずれないように片側に段差をつけてから組合せ、溶接棒を用いて溶接を行う。
【０００４】
ネジ方法は、接合する塑性変形可能な部材と塑性変形可能な部材の位置を出すためと、ずれないように片側に段差をつけるか、ピンをたてるかしてから組合せ、片側の塑性変形可能な部材を貫通し、もう片方にタップをたて、ネジを用いて組合せる。
【０００５】
特殊金具方法は、接合する塑性変形可能な部材をお互いに貫通した穴をあけ、特許文献３〜９のような特殊金具部材を用いて特許文献１、２のように接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０６１８９３号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０７６５０８号公報
【特許文献３】意匠登録第１１３０１３３号公報
【特許文献４】意匠登録第１１３０１３４号公報
【特許文献５】意匠登録第１１３０１３５号公報
【特許文献６】意匠登録第１１３０１３６号公報
【特許文献７】意匠登録第１１３０３００号公報
【特許文献８】意匠登録第１０８５０８９号公報
【特許文献９】意匠登録第１０８４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、溶接方法では、組合った塑性変形可能な部材に溶接棒を用いて溶接するために、外観上溶接跡が残る問題がある。その溶接跡を目立たせないために溶接箇所に溝を彫り、そこへ溶接棒が溶け込み目立たせないことを行うが、凹凸が生ずるので、それを除去するために特別な加工技術がさらに必要になる。
【０００８】
また、熱を加えるため、軟化してしまい、使用されている金属の特性が変わってしまう問題や、歪みによる変形が出てしまう問題がある。
【０００９】
ネジ方法は、塑性変形可能な部材に貫通穴をあけるため表面に凹凸が生ずるので、それを除去するために特別な加工技術がさらに必要になる。
【００１０】
また、振動を与えると緩む問題がある。
【００１１】
特殊金具方法は、貫通穴を有する塑性変形可能な部材を接合するが、非貫通係止穴の場合に使用すると、非貫通係止穴と特殊金具との間に空気溜まりができ、使用環境（例えば高温環境）での使用時には、空気の膨張により接合箇所の変形などの影響を及ぼす問題がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、塑性変形可能な部材同士を、塑性変形を利用し、非貫通係止穴の場合には接合後の穴内の空気溜まりをより減らすことができる接合具及びこの接合具で接合される接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る接合具は、塑性変形可能な一方の部材に形成された穴と、前記一方の部材に対向して塑性変形可能な他方の部材に形成された穴の双方に嵌め込まれたときの両部材の塑性変形により、前記両部材を接合する接合具であって、前記両部材の各々に面する両端面とこれら両端面と接続された側面とを持って、少なくとも一部が前記両部材に没入される第一係止部と、前記両端面の各々に面して前記第一係止部と略同心の底面、及び、少なくとも先端側が先端に向かって縮径して形成された側面を持って、前記穴に挿入される第二係止部と、前記両端面と前記底面との間に配された連結部と、を備え、前記連結部は、塑性変形した前記両部材の塑性変形部位が前記第一係止部及び前記第二係止部の間に侵入可能に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明は、各第二係止部を両部材のそれぞれの穴に挿入して両部材を押圧することにより、両部材の穴の開口周縁が第一係止部に当接して押圧されて塑性変形する。そして、この塑性変形部位が第一係止部及び第二係止部との間の隙間に侵入するため、両部材を接合することができる。
【００１５】
また、第二係止部を穴に嵌めこむときに、穴への挿入を容易にするとともに、挿入後に第二係止部の側面と穴の側面との間に形成される空気溜りとなる領域をより好適に削減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る接合具は、前記接合具であって、前記第一係止部の前記側面から径方向に突出する凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明は、両部材を押圧して塑性変形した両部材の塑性変形部位が凸部に当接することによって、両部材間に隙間を形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係る接合具は、前記接合具であって、前記凸部が、前記側面の周方向に連続して配されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明は、凸部と接触する両部材の面積を大きくすることができ、より確実に隙間を形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る接合具は、前記接合具であって、前記第一係止部の前記側面の周方向に溝部が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明は、両部材を押圧して塑性変形した両部材の塑性変形部位が溝部に到達すると、さらに溝部に侵入し始めるため、それ以上の両部材の塑性変形をやめることによって、両部材間に隙間を形成することができる。
【００２２】
また、本発明に係る接合具は、前記接合具であって、前記第一係止部が円筒形状に形成され、前記第二係止部の前記底面が円形とされ、前記側面が円錐面であることを特徴とする。
【００２３】
この発明は、各係止部が角形のものよりも加工が容易になるとともに、部材への挿入もより容易に行うことができる。
【００２４】
また、本発明に係る接合具は、前記接合具であって、前記連結部が円柱状であることを特徴とする。
【００２５】
この発明は、第一係止部及び第二係止部との間の隙間に侵入する塑性変形部位をどの方向からも均等に侵入させることができ、接合をより安定させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る接合構造は、互いに対向する表面に穴が配されて塑性変形可能な一方の部材及び他方の部材と、前記穴にそれぞれ嵌め込まれたときに前記両部材を塑性変形させて両者を接合する本発明に係る接合具と、を備え、前記穴の側面又は底面の少なくとも一部がすり鉢状に縮径され、前記一方の部材又は前記他方の部材の少なくとも一方に配された前記穴が、非貫通穴であることを特徴とする。
【００２７】
この発明は、少なくとも一方の穴が非貫通穴であっても、各第二係止部を両部材のそれぞれの穴に挿入して両部材を押圧することにより形成された塑性変形部位が、第一係止部及び第二係止部との間の隙間に侵入して、両部材を好適に接合することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、塑性変形可能な部材同士を、塑性変形を利用して接合することができ、部材に配された穴が非貫通係止穴の場合には、接合後の穴内の空気溜まりをより減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接合具の（ａ）正面図（ｂ）側面図（ｃ）上面図（ｄ）底面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る接合具を、塑性変形可能な一方の部材に形成した非貫通係止穴と、塑性変形可能な他方の部材に形成した非貫通係止穴とに、嵌め込んだ状態を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る接合具を用いて、塑性変形可能な一方の部材と塑性変形可能な他方の部材を接合した接合構造の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る接合具の（ａ）正面図（ｂ）側面図（ｃ）上面図（ｄ）底面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る接合具を、塑性変形可能な一方の部材に形成した非貫通係止穴と、塑性変形可能な他方の部材に形成した非貫通係止穴とに、嵌め込んだ状態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る接合具を用いて、塑性変形可能な一方の部材と塑性変形可能な他方の部材を接合した接合構造の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る接合具の（ａ）正面図（ｂ）側面図（ｃ）上面図（ｄ）底面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る接合具を、塑性変形可能な一方の部材に形成した非貫通係止穴と、塑性変形可能な他方の部材に形成した非貫通係止穴とに、嵌め込んだ状態を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る接合具を用いて、塑性変形可能な一方の部材と塑性変形可能な他方の部材を接合した接合構造の断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る接合具を用いて、塑性変形可能な一方の部材と塑性変形可能な他方の部材を複数接合した断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る接合具の（ａ）〜（ｅ）円錐状係止部の他の形状を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る接合具１は、接合対象である塑性変形可能な接合部材（例えばアルミニウム製）（一方の部材，他方の部材）６，７を接合するためのものである。
【００３１】
この接合具１は、円形フランジ（第一係止部）４と、円錐状係止部（第二係止部）２と、円柱状の連結部３と、を備えている。これらは、例えば、ステンレス製や、塑性変形可能な接合部材６，７より硬度の有るアルミニウム製、セラミックス製等からなる。各材質はすべて同一であっても異なっていても構わない。
【００３２】
円形フランジ４には、図２及び図３に示すように、両部材６，７の表面６Ａ，７Ａにすり鉢状に形成された非貫通係止穴（穴）８，９のそれぞれに嵌め込まれたときに両部材６，７の各々に面する両端面４Ａと、これら両端面４Ａと接続された側面４Ｂと、が配されている。
【００３３】
円錐状係止部２には、両端面４Ａの各々に面し円形フランジ４と略同心の円形底面２Ａと、円錐面（側面）２Ｂと、が配されている。ここで、非貫通係止穴８，９はドリルを使用してあけられており、ドリルの性質上、非貫通係止穴８、９の先端面が円錐状となっている。この円錐面２Ｂも、先端に向かって非貫通係止穴８、９の先端面と略同一に縮径して形成されている。
【００３４】
連結部３は、円錐状係止部２と円形フランジ４の両端面４Ａとの間に配され、両部材６，７の塑性変形により形成された塑性変形部位が円錐状係止部２の底面２Ａと円形フランジ４の両端面４Ａとの間に侵入可能に円柱状に形成されている。
【００３５】
次に、本発明の実施形態による接合具１で接合する方法及びその接合構造について、図２及び図３を参照しながら接合具１の作用とともに説明する。
【００３６】
図２に示すように、円錐状係止部２が没入可能な大きさ、かつ、円錐状係止部２の円錐面２Ｂの頂部から円形フランジ４の端面４Ａまでの長さよりも深く、すり鉢状に縮径した底面を有する非貫通係止穴８，９が表面６Ａ，７Ａに配された塑性変形可能な接合部材６，７に対して、接合具１の円錐状係止部２を非貫通係止穴８、９に嵌め込み、塑性変形可能な部材７の下方向１１を固定し、塑性変形可能な部材６を上方向１０から下方向１１へ圧力を加えると、接合具１の円形フランジ４の両端面４Ａが塑性変更可能な部材６、７の表面６Ａ，７Ａにそれぞれ当接して、当接した部材６、７部分に塑性変形が生じる。
【００３７】
この塑性変形により、塑性変形可能な部材６、７の、円形フランジ４によって押しのけられた部分が接合具１の連結部３に向かって塑性流動し、その結果、図３に示すように、円錐状係止部２の円錐面２Ｂが非貫通係止穴８，９の底面に密着するとともに、表面６Ａ，７Ａが互いに当接して、塑性変形部位Ａによって２つの塑性変更可能な部材６、７が接合された接合構造１５が出来上がる。
【００３８】
この接合具１及び接合構造１５によれば、両部材６，７を確実に接合することができる。この際、連結部３が円柱状なので、円形フランジ４及び円錐状係止部２との間の隙間に侵入する両部材６，７の塑性変形部位Ａをどの方向からも均等に侵入させることができ、接合をより安定させることができる。
【００３９】
また、ドリルを使用して非貫通係止穴８，９をあけると、ドリルの性質上、非貫通係止穴８、９の先端面が円錐状になるため、円形底面２Ａを持った円錐状係止部２が密着しやすくなり、空気溜まりをより減らすことができる。
【００４０】
なお、部材６、７の表面６Ａ，７Ａが互いに当接せずに不図示の隙間を形成するように、非貫通係止穴８，９の深さや、円錐状係止部２の円錐面２Ｂの頂部から円形フランジ４の端面４Ａまでの長さを調節して接合しても構わない。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について図４から図６を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
【００４２】
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、図４に示すように、本実施形態に係る接合具２５の円形フランジ２６の側面２６Ｂから径方向に凸部２７が突出して形成されているとした点である。この凸部２７は、同一高さ、同一幅にて側面２６Ｂの周方向に連続して配されている。
【００４３】
次に、接合部材６，７を接合具２５（例えば接合具１と同様にステンレス製や塑性変形可能な接合部材６，７より硬度の有るアルミニウム製、セラミックス製等）で接合する方法及びその構造について、図５及び図６を参照しながら接合具２５の作用とともに説明する。
【００４４】
図５に示すように、接合具２５の円錐状係止部２を塑性変形可能な部材６、７の非貫通係止穴８、９に嵌め込み、塑性変形可能な部材７の下方向１１を固定し、塑性変形可能な部材６を上方向１０から下方向１１へ圧力を加えると、円形フランジ２６の両端面２６Ａが塑性変更可能な部材６、７の表面６Ａ，７Ａに当接して、当接した部材６、７部分に塑性変形が生じる。
【００４５】
この塑性変形により、塑性変形可能な部材６、７の、円形フランジ２６によって押しのけられた部分が接合具２５の連結部３に向かって塑性流動する。そして、表面６Ａ，７Ａが凸部２７にそれぞれ当接することによって塑性変形を終了する。こうして、図６に示すように、塑性変形部位Ａによって２つの塑性変更可能な部材６、７が接合され、かつ、部材６，７間に凸部２７の幅方向長さ分の隙間Ｓ１が形成された接合構造２８が出来上がる。
【００４６】
この接合具２５及び接合構造２８によれば、両部材６，７間に隙間Ｓ１を形成した状態で両部材６，７を接合することができる。特に、凸部２７が、円形フランジ２６の側面２６Ｂの周方向に連続して配されているので、凸部２７と接触する両部材６，７の面積を大きくすることができ、より確実かつ一定幅で隙間Ｓ１を形成することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、第３の実施形態について図７から図９を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
【００４８】
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、図７に示すように、本実施形態に係る接合具３０の円形フランジ３１の側面３１Ｂに周方向に溝部３２が形成されているとした点である。この溝部３２は、同一幅、同一深さに形成されている。
【００４９】
次に、接合部材６，７を接合具３０（例えば接合具１と同様にステンレス製や塑性変形可能な接合部材６，７より硬度の有るアルミニウム製、セラミックス製等）で接合する方法及びその構造について、図８及び図９を参照しながら接合具３０の作用とともに説明する。
【００５０】
図８に示すように、接合具３０の円錐状係止部２を塑性変形可能な部材６、７の非貫通係止穴８、９に嵌め込み、塑性変形可能な部材７の下方向１１を固定し、塑性変形可能な部材６を上方向１０から下方向１１へ圧力を加えると、円形フランジ３１の両端面３１Ａが塑性変更可能な部材６、７の表面６Ａ，７Ａに当接して、当接した部材６、７部分に塑性変形が生じる。
【００５１】
この塑性変形により、塑性変形可能な部材６、７の、円形フランジ３１によって押しのけられた部分が接合具３０の連結部３に向かって塑性流動する。さらに押圧することによって、図９に示すように、溝部３２内にも塑性流動し始める。ここで押圧を中止することによって、塑性変形部位Ａにより２つの塑性変更可能な部材６、７が接合され、かつ、部材６，７間に隙間Ｓ２が形成された接合構造３３が出来上がる。
【００５２】
この接合具３０及び接合構造３３によれば、両部材６，７を押圧して塑性変形した両部材６，７間に隙間Ｓ２を形成して接合することができる。
【００５３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図１０に示すように、接合具１にて接合する塑性変形可能な部材６，７間と、接合具１３にて接合する部材７，１２間に、熱伝導性ジェルのような可撓性部材や、アルミニウムのような可展性部材をはさむことを妨げない。
【００５４】
また、本発明の接合具１，１３，２５，３０の連結部３と円形フランジ４，２６，３１の側面４Ｂ，２６Ｂ，３１Ｂとの少なくとも一部に、例えばローレットのような溝を入れる事を妨げない。
【００５５】
さらに、円形底面２Ａを持った円錐状係止部２は、図１１に示すように、（ａ）円錐状の側面と底面の境が底面基準に鋭角形状の円錐状係止部２０、（ｂ）円錐状の側面と底面の境が丸形状の円錐状係止部２１、（ｃ）円錐状の側面と底面の境の底面側の角に２つの角が有る形状の円錐状係止部２２、（ｄ）円錐状の側面と底面の境の底面側の角が丸形状の円錐状係止部２３、（ｅ）円錐状の側面と底面の境の底面に向かって勾配形状の円錐状係止部２４、であることを妨げない。
【００５６】
また、円錐状係止部２の円錐面２Ｂの先端は尖っている必要はなく、丸みを帯びていたり、平面状にカットされていたりしても構わない。また、円錐状に限らず、角錐状でも構わない。
【００５７】
また、凸部２７は、円形フランジ２６の周方向に連続して配されているが、断続的に配されていても構わない。
【００５８】
また、円形フランジ４，２６，３１は円柱状に形成されているが、多角柱形状でも構わない。
【００５９】
また、両部材６，７に配された非貫通係止穴８，９の一方の穴が貫通していても構わない。
【符号の説明】
【００６０】
１，１３，２５，３０  接合具
２，２０，２１，２２，２３，２４  円錐状係止部（第二係止部）
２Ａ  円形底面（底面）
２Ｂ  円錐面（側面）
３  連結部
４，２６，３１  円形フランジ（第一係止部）
４Ａ，２６Ａ，３１Ａ  両端面
４Ｂ，２６Ｂ，３１Ｂ  側面
６，１２  接合部材（一方の部材）
７  接合部材（他方の部材）
６Ａ，７Ａ  表面
８，９  非貫通係止穴（穴）
１５，２８，３３  接合構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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